Opérations arithmétiques en binaire

Addition

L'addition est réalisée bit à bit. Il faut retenir[1] :

  • 0 + 0 = 0

  • 1 + 0 = 1

  • 0 + 1 = 1

  • 1 + 1 = 0 avec retenue de 1.

Exemple

Donner l'addition des deux nombres binaires suivants :

(10001101)2 et (1001)2.

Exemple d'addition de deux nombres binaires

Exemple d'addition de deux nombres binaires avec retenues.

Représentation d'un nombre binaire signé

On représente un nombre binaire signé sur 8 bits de la manière qui suit, où :

  • N0 à N6 : sont les bits significatifs ;

  • S : est le signe du nombre binaire (soit S=0 le nombre est considéré comme positif ; soit S=1 le nombre est considéré comme négatif);

Représentation d'un nombre binaire signé en 8 bits.

Fondamentalle complément à 1 et le complément à 2

Pour déterminer l'opposé d'un nombre positif, on utilise la notation du complément à 2.

Exemple

Donner l'opposé du chiffre 5 (-5) codé sur 8 bits.

(5)10 = (0 0000101)2

Le complément de 5 est ( 1 1111010)2.

Ajouter 1 au complément de 5 :

(1 1111010)2 + 1 = 1 1111011

En notation complément à 2 (-5)10 = 1 1111011(2)

Soustraction

Dans ce cours, nous verrons 2 méthodes de soustraction des nombres binaires.

  1. La méthode du complément à 1 et addition ;

  2. La méthode du complément à 2 et addition.

ExempleMéthode 1 : Complément à 1 et addition

Soient les nombres binaires :

1101011101(2) ; 1011100111(2)

Le complément à 1 de 1011100111(2) = 0100011000

Exemple de soustraction en binaire avec complément à 1.

Remarque

Si le diminueur est plus grand que le diminuande, il faut intervertir et affecter le résultat du signe moins.

ExempleMéthode 2 : Complément à 2 et addition

25 -17 = ?(2)

25(10) = 00011001(2)

17(10) = 00010001(2)

-17(10) = 11101111(2)

Donc : 25 - 17 = 00011001(2) + 11101111(2)

Exemple de soustraction en binaire avec complément à 2.

Remarque

On remarque que le résultat est écrit en 9 bits, ce qui dépasse le format de 8 bits. Dans ce cas, on ignore le bit le plus à gauche appeler dépassement, et donc le résultat est : 00001000(2)

Multiplication

La multiplication en binaire est la même qu'en décimal.

Exemple

Soient 1001(2) et 1011(2).

Exemple de multiplication de deux nombres binaires.